2024-2025春鲁教版（五四学制）（2024）化学初中八年级全一册《学生实验3 氧气的实验室制取与性质》教学设计

《学生实验3氧气的实验室制取与性质》教学设计一、教材分析本实验是鲁教版(五四学制)(2024)初中八年级全一册化学课程中的重要实践内容。它建立在学生对氧气的性质和用途等基础知识有了初步了解的基础之上，通过亲自动手实验，让学生深入掌握氧气的实验室制取原理、方法以及氧气的化学性质。教材中对实验的药品选择、仪器组装、实验步骤及注意事项等进行了详细阐述，同时引导学生观察实验现象并分析得出结论，旨在培养学生的实践操作能力、观察能力、分析归纳能力以及科学探究精神。从知识体系来看，氧气的制取与性质实验为后续学习其他气体的制取和性质奠定了基础，具有承上启下的重要作用。它是将理论知识与实践操作紧密结合的关键环节，有助于学生更好地理解化学学科是一门以实验为基础的科学，激发学生学习化学的兴趣和热情。二、学情分析八年级的学生正处于对世界充满好奇、求知欲旺盛的阶段，他们对化学实验有着浓厚的兴趣，具有较强的动手意愿。经过一段时间的化学学习，学生已经具备了一定的化学基础知识，如对常见的仪器名称、用途有所了解，也掌握了一些基本的实验操作技能，如固体药品的取用、液体药品的倾倒等。然而，他们在实验操作的规范性、实验过程中的细节把控以及对实验现象的准确观察和分析能力方面还有待提高。部分学生可能在实验过程中过于关注操作本身，而忽略了对实验原理和实验目的的深入思考。同时，学生在团队合作中可能存在分工不明确、沟通不畅等问题。在进行本实验时，需要教师加强引导，注重实验规范的强调和操作细节的指导，鼓励学生积极思考、认真观察，培养学生的实验探究能力和团队协作精神。三、课标目标1.知识与技能目标学生能够准确说出实验室制取氧气的药品、反应原理、实验装置及操作步骤。熟练掌握氧气的收集方法、检验方法和验满方法。清晰描述氧气与木炭、铁丝、蜡烛等物质反应的实验现象，正确书写相关的化学反应方程式。学会正确使用常见的化学实验仪器，如酒精灯、试管、铁架台、集气瓶等，提高实验操作技能。通过亲自动手实验，培养学生的观察能力、动手操作能力、分析问题和解决问题经历实验探究过程，学会运用控制变量法设计实验，培养学生的科学探究思维。在实验过程中，引导学生进行小组合作，提高学生的团队协作能力和沟通能力。激发学生对化学实验的兴趣，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。让学生体会化学与生活的紧密联系，增强学生对生活和社会的责任感。通过实验探究，培养学生勇于创新、敢于实践的精神。四、教学重难点氧气的实验室制取原理、实验装置及操作步骤。氧气的化学性质实验及现象观察。实验室制取氧气装置的选择依据及实验操作中的注意事项。对氧气化学性质实验现象的准确分析及相关化学反应方程式的书写。五、教学法1.讲授法：讲解实验原理、仪器使用方法、实验步骤及注意事项等重要知识点，使学生对实验有初步的理性认识。例如，在实验前详细讲解实验室制取氧气的反应原理，通过化学方程式让学生明确反应物、生成物和反应条件。2.演示法：教师在讲台上进行规范的实验操作演示，如仪器的组装、药品的取用等，让学生直观地学习正确的操作方法。在演示过程中，边操作边强调操作要点和注意事项，如在演示加热高锰酸钾制取氧气时，强调试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流引起试管炸裂。3.实验探究法：学生分组进行实验探究，在实践中亲身体验氧气的制取和性质。教师提出问题，引导学生通过实验去探索答案，培养学生的探究精神和实践能力。比如，在探究氧气的性质时，让学生自己动手将木炭、铁丝等物质放入氧气中燃烧，观察实验现象，探究氧气的助燃性等性质。4.讨论法：组织学生进行小组讨论，对实验过程中出现的问题、观察到的现象以及得出的结论进行交流和讨论。通过讨论，激发学生的思维，促进学生之间的合作与交流，培养学生的团队协作能力和批判性思维。例如，在实验结束后，组织学生讨论在制取氧气过程中如果收集到的氧气不纯可能的原因有哪些。六、教学准备1.实验仪器：大试管、试管夹、单孔橡胶塞、胶皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、药匙、镊子、燃烧匙、火柴、玻璃片。2.实验药品：高锰酸钾、过氧化氢溶液、二氧化锰、木炭、铁丝、蜡烛、澄清石3.其他材料：多媒体课件、实验报告册。七、教学过程1.导入新课(5分钟)教师活动：播放一段关于氧气在生活中广泛应用的视频，如医院里病人吸氧、潜水员携带氧气瓶潜水、火箭发射中液氧作为助燃剂等场景。提问学生：“氧气在我们生活中如此重要，那大家知道实验室中是如何制取氧气的吗?这节课我们就通过亲自动手实验来揭开氧气制取与性质的神秘面纱。”学生活动：认真观看视频，积极思考教师提出的问题，对本节课的实验内容充满设计意图：通过生动形象的视频展示，激发学生的学习兴趣，让学生感受到化学与生活的紧密联系，从而自然地引入本节课的主题——氧气的实验室制取与性质实验。同时，提问引导学生思考，调动学生的学习积极性，为后续实验教学做好铺垫。2.知识回顾(5分钟)教师活动：利用多媒体课件展示以下问题：氧气有哪些物理性质和化学性质?我们之前学过哪些能产生氧气的化学反应?实验室制取气体需要考虑哪些因素?请几位学生回答问题，对学生的回答进行点评和补充，强调重点知识。学生活动：回忆所学知识，积极举手回答问题。设计意图：通过回顾氧气的性质和相关化学反应，帮助学生巩固已有的知识基础，为顺利开展实验做好知识储备。同时，引导学生思考实验室制取气体的一般思路，培养学生的知识迁移能力和归纳总结能力，为学习氧气的实验室制取做好铺垫。3.实验原理讲解(5分钟)教师活动：讲解实验室制取氧气的两种常用方法：加热高锰酸钾制取氧气：化学方程式为2KMnO₄△K₂MnO₄+MnO₂+O₂个。详细解释反应原理，强调高锰酸钾受热分解产生氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰。过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气：化学方程式为2H₂O₂MnO₂2H₂O+O₂个。向学生说明二氧化锰在这个反应中起催化作用，它能加快过氧化氢的分解速率，但自身的质量和化学性质在反应前后不变。学生活动：认真听讲，做好笔记，理解实验原理。设计意图：让学生明确实验的化学反应原理，知道为什么选择这些药品来制取氧气，这是进行实验的基础。只有理解了原理，学生才能更好地掌握实验操作和分析实4.实验装置介绍与组装演示(10分钟)展示实验室制取氧气的两种实验装置图(加热高锰酸钾制取氧气的装置和过氧化氢分解制取氧气的装置),对比两种装置的特点，讲解装置中各仪器的名称和作用。例如，在加热高锰酸钾制取氧气的装置中，大试管用于盛装高锰酸钾固体，铁架台用于固定试管，酒精灯用于加热，集气瓶用于收集氧气等。强调装置选择的依据：根据反应物的状态和反应条件来选择发生装置。加热高锰酸钾制取氧气，反应物是固体，反应需要加热，所以选择固体加热型发生装置；过氧化氢分解制取氧气，反应物是液体，二氧化锰是固体催化剂，反应不需要加热，所以选择固液不加热型发生装置。根据气体的密度和溶解性来选择收集装置。氧气不易溶于水，密度比空气大，所以既可以用排水法收集，也可以用向上排空气法收集。在讲台上进行实验装置的组装演示，边组装边强调操作要点和注意事项。如在组装加热高锰酸钾制取氧气的装置时，要注意试管口略向下倾斜，铁夹应夹在试管的中上部，导管稍微露出橡胶塞即可；在连接仪器时，要先将玻璃导管用水湿润，然后轻轻转动插入橡胶塞或胶皮管等。学生活动：认真观察教师的演示，聆听讲解，记录实验装置的组装要点和注意事设计意图：通过直观展示实验装置图和实际组装演示，让学生清楚地了解实验所需的仪器和装置，掌握正确的组装方法和操作要点。强调装置选择的依据，培养学生的科学思维能力，使学生学会根据具体情况选择合适的实验装置，为学生独立进行实验操作奠定基础。5.实验步骤与注意事项讲解(10分钟)以加热高锰酸钾制取氧气为例，详细讲解实验步骤：查：检查装置的气密性。将导管的一端放入水中，用手紧握试管外壁，如果导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。装：将高锰酸钾装入试管中，在试管口放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进定：将试管固定在铁架台上，铁夹应夹在试管的中上部，试管口略向下倾斜。点：点燃酒精灯，先对试管进行预热，然后用外焰集中加热药品部位。收：当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集氧气。用排水法收集时，集气瓶中要装满水，不能有气泡；用向上排空气法收集时，导管要伸到集气瓶底部。离：实验结束后，先将导管从水槽中移出。熄：最后熄灭酒精灯。强调每个步骤的重要性以及操作不当可能带来的后果。例如，如果不检查装置气密性，可能导致收集不到氧气；试管口没有放棉花，高锰酸钾粉末可能堵塞导管；实验结束后先熄灭酒精灯，后移出导管，会导致水槽中的水倒吸进入试管，使试管炸裂对于过氧化氢分解制取氧气的实验步骤，简要说明与加热高锰酸钾制取氧气的不同之处，如不需要加热，先在锥形瓶中加入二氧化锰，然后通过长颈漏斗或分液漏斗加入过氧化氢溶液等。学生活动：认真听讲，理解实验步骤和注意事项，提出自己的疑问，与教师进行设计意图：让学生清楚地了解实验的具体操作步骤和每个步骤的注意事项，这是保证实验成功和学生安全的关键。通过强调操作不当的后果，引起学生的重视，培养学生严谨认真的实验态度。6.分组实验(25分钟)将学生分成若干小组，每组4-5人，明确小组内成员的分工，如实验操作员、记录员、观察员等。为每个小组发放实验仪器和药品，提醒学生检查仪器是否齐全、完好，药品是否巡视各小组的实验情况，及时给予指导和帮助。发现学生操作不规范时，及时纠正，并再次强调正确的操作方法；当学生遇到问题时，引导学生思考分析，鼓励学生尝试自己解决问题。例如，当学生发现收集到的氧气不纯时，引导学生从装置气密性、收集时机等方面去分析原因。小组内成员按照分工，密切协作，共同完成实验。实验操作员规范地进行实验操作，如组装装置、添加药品、加热、收集氧气等；记录员认真记录实验过程中的现象和数据；观察员仔细观察实验现象，及时向记录员报告。在实验过程中，积极思考，尝试对实验现象进行分析和解释。如果遇到问题，及时向教师或小组内其他成员请教。完成氧气的制取后，进行氧气的性质实验。用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热至发红，然后缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中，观察木炭在氧气中燃烧的现象；将打磨好的铁丝绕成螺旋状，下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶中，观察铁丝在氧气中燃烧的现象；将蜡烛固定在燃烧匙上，点燃后伸入盛有氧气的集气瓶中，观察蜡烛在氧气中燃烧的现象。分别向反应后的集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。设计意图：通过分组实验，让学生亲身体验氧气的制取和性质实验过程，提高学生的动手操作能力、观察能力和团队协作能力。在实验过程中，培养学生的问题解决能力和科学探究精神，让学生在实践中加深对知识的理解和掌握。7.实验现象分析与总结(10分钟)组织学生进行小组讨论，交流各自在实验中观察到的现象。请各小组代表发言，描述本小组观察到的氧气制取和性质实验的现象。对学生的发言进行点评和补充，引导学生正确分析实验现象，得出相应的结论。例如，木炭在氧气中燃烧发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明木炭与氧气反应生成了二氧化碳；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，说明铁丝与氧气反应生成了四氧化三铁等。引导学生根据实验现象，正确书写相关的化学反应方程式，并强调化学方程式的积极参与小组讨论，分享自己的实验观察和思考。小组代表发言，清晰准确地描述实验现象。认真聆听教师的分析和讲解，理解实验现象背后的化学原理，正确书写化学反应设计意图：通过实验现象的分析和总结，培养学生的观察能力、分析归纳能力和语言表达能力。让学生从实验现象上升到理论认识，加深对氧气化学性质的理解，同时强化化学方程式的书写技能。8课堂小结(5分钟)教师活动：引导学生回顾本节课的主要内容，包括氧气的实验室制取原理、实验装置、实验步骤、注意事项以及氧气的化学性质等。强调实验操作的规范性和重要性，总结实验过程中的关键知识点和易错点。对学生在实验中的表现进行评价，肯定学生的优点和进步，同时指出存在的不足之处，鼓励学生在今后的实验中不断提高自己的实验能力和科学素养。学生活动：跟随教师的引导，回顾本节课的学习内容，反思自己在实验中的表现，明确自己的优点和不足。设计意图：通过课堂小结，帮助学生梳理本节课的知识框架，强化重点知识，加深学生对实验内容的理解和记忆。通过对学生表现的评价，激发学生的学习积极性，促进学生不断改进和提高。9.布置作业(5分钟)教师活动：布置课后作业：完成实验报告册上关于氧气的实验室制取与性质实验的相关内容，包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验现象、实验结论以及实验反思等。要求学生认真书写，详细描述实验过程和自己的思考。思考并回答问题：实验室制取氧气时，如果用向上排空气法收集氧气，如何检验氧气是否收集满?收集满氧气的集气瓶应如何放置?为什么?学生活动：记录作业内容，明确作业要求。设计意图：通过完成实验报告，让学生对本节课的实验内容进行系统的总结和反思，巩固所学知识，提高学生的实验报告书写能力。布置思考问题，进一步拓展学生的思维，加深学生对氧气收集方法和性质的理解。八、板书设计学生实验3氧气的实验室制取与性质加热高锰酸钾：2KMnO₄△K₂MnO₄+MnO₂+O₂